Основное и вспомогательное оборудование ГЭС

Энергия и мощность гидротурбин

Гидравлическая турбина - это двигатель, преобразующий механическую энергию потока в энергию вращения рабочего колеса гидротурбины. Энергия потока состоит из 2-х частей - кинетической и потенциальной. Человек с давних времен использовал кинетическую часть водной энергии, создавая разные типы водоподливных и водоналивных колес (рис. 1.1), не строя для этого подпорных сооружений на естественных руслах рек.

Рис. 1.1. Схема работы: а) водоподливного и б) водоналивного колеса;

1 - наклонное русло реки (а), лоток, подводящий воду (б);

2 - лопасти колеса; 3 - вал колеса

Кинетическая энергия определяется выражением: .

Потенциальная энергия потока определяется высотным положением географической точки местности над уровнем океана.

Таким образом, можно подсчитать мощность водоподливного колеса N_к.с. и водоналивного колеса, которая в первом случае будет равна:

N_к.с. = = gQ ,

где W - объем жидкости, имеющий массу gW;

g – плотность жидкости, 1000 кг/м³;

v – скорость потока, м/с;

Q – объем жидкости в секунду (расход).

Сегодня при создании гидроэнергетических установок используют оба вида энергии - и кинетическую, и потенциальную, а мощность такой установки рассчитывают, применяя уравнение Бернулли, которое выражает постоянство энергии в потоке жидкости, т.е:

где v – скорость, м/сек;

P – давление, Па;

z – высота на уровнем сравнения, м;

g – плотность воды, кг/м³.

Содержание